电子帘加速器、反射极以及电子加速方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及辐照领域，特别是一种电子帘加速器、反射极以及电子加速方法。
【背景技术】
[0002]电子帘加速器是一种高压型加速器，没有加速管和扫描装置，具有体积小、外形规整以及结构简单的特点。电子帘加速器的应用广泛，主要用于海水淡化、功能膜制备、建筑装饰材料及录音带等高端产品涂层固化，烟气净化，废水治理、薄形橡胶和橡胶乳辐射硫化以及医用材料制备等领域。
[0003]目前的电子帘加速器的主体是不锈钢柱型筒，作为真空室，其结构如图1所示。真空室中间有灯丝，处于负高压状态，发散出电子。电子被高压加速，形成电子帘。真空室下侧开有钛窗，高能电子束流穿过钛窗射到受照物质上。在图1的横切面中，I为反射极，2为阴极，3为栅极，阴极位于反射极和栅极之间，栅极3具有相对于阴极2的正电位。反射极I又称悬浮极，是通过接收阴极2灯丝发射的电子而形成的一个负电位电极。反射极I附近为电子减速场，将阴极2发射朝向反射极运动的电子减速后朝栅极3的方向加速，即增加阴极2发射电子的利用率。4为阳极，在栅极3和阳极4之间产生电子加速场，加速电子向阳极运动。5为钛窗，到达阳极4的电子经钛窗5发射出电子帘加速器。
[0004]其中，反射极I的形状如图2或3所示。图2和图3中，2为阴极，产生电子，图2中21为凹弧形反射极，这样的结构降低了阴极的热辐射损耗，降低灯丝的加热功率，但其阴极电子利用效率低。图3中31为平板反射极，它可以将阴极发射的大部分电子推向栅极。
【发明内容】
[0005]本发明的一个目的在于提出一种提高阴极电子覆盖区域的反射极结构。
[0006]根据本发明的一个方面，提出一种电子帘加速器，包括阴极和反射极，反射极为相对于阴极方向的凸弧形曲面。
[0007]进一步地，还包括:栅极，位于电子经反射极加速后运动的方向，并垂直于反射极中心轴与阴极的连线；钛窗，位于栅极远离阴极的一侧，并平行于栅极。
[0008]进一步地，反射极为钽材料制成。
[0009]进一步地，反射极为圆筒形。
[0010]进一步地，反射极半径为阴极灯丝半径的5?10倍。
[0011]进一步地，反射极的横切面为圆形、半圆形、椭圆形、半椭圆形、优弧或劣弧。
[0012]进一步地，反射极横切面的曲率根据阴极的直径、阴极与栅极间距、阴极与反射极间距和/或相邻反射极间距获取。
[0013]进一步地，反射极长度与阴极灯丝长度相近。
[0014]进一步地，反射极长度为8?15cm。
[0015]这样的装置，反射极除了产生电子减速场，将阴极发射朝向反射极运动的电子减速后朝栅极的方向加速外，还产生垂直于反射极轴线与阴极连线方向的电场，使电子可以在平行于栅极的方向上漂移一定距离后再达到栅极。从而达到增加单个阴极灯丝发射电子的覆盖区域的目的，能够减少电子帘加速器中阴极的数目。
[0016]根据本发明的另一个方面，提出一种反射极，用于电子帘加速器，反射极为相对于电子帘加速器中的阴极方向的凸弧形曲面。
[0017]这样的反射极能够使阴极发射的电子在垂直于反射极轴线与阴极连线方向上漂移一定的距离，从而增加单个灯丝阴极发射电子的覆盖区域，减少电子帘加速器中阴极的数目。
[0018]根据本发明的又一个方面，提出一种电子加速方法，凸弧形反射极将阴极发射朝向凸弧形反射极运动的电子减速，且将电子朝预定方向加速，以便增加电子向垂直于凸弧形反射极中心轴与阴极连线的方向运动的距离。
[0019]通过这样的方法，能够增加电子向垂直于凸弧形反射极轴线与阴极连线的方向运动的距离，从而增加单个灯丝阴极发射电子的覆盖区域，减少电子帘加速器中阴极的数目。
【附图说明】
[0020]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0021]图1为现有技术中一种电子帘加速器结构的立体示意图。
[0022]图2为现有技术中一种电子帘加速器的部分示意图。
[0023]图3为现有技术中另一种电子帘加速器的部分示意图。
[0024]图4为本发明的电子帘加速器的第一个实施例的不意图。
[0025]图5为本发明的电子帘加速器的工作原理示意图。
[0026]图6为本发明的电子帘加速器的第二个实施例的示意图。
[0027]图7为本发明的电子帘加速器的第三个实施例的示意图。
[0028]图8为本发明的电子帘加速器的第四个实施例的示意图。
[0029]图9为本发明的电子帘加速器的第五个实施例的示意图。
[0030]图10为本发明的电子帘加速器的第六个实施例的示意图。
[0031]图11为本发明的电子加速方法的一个实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0032]下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
[0033]本发明的电子帘加速器的一个实施例的示意图如图4所示，图4为电子帘加速器的横切面，其中2为阴极，阴极2可以是负高压灯丝，用于发散电子，41为反射极，反射极41是向阴极方向凸起的曲面，产生电子减速场，对电子起排斥作用。
[0034]图4中向阴极方向呈凸弧形的反射极41的电场具有向下和水平两个方向的电场分量，对电子具有向下和向水平加速的作用。这样的反射极除了产生电子减速场，将阴极发射朝向反射极运动的电子减速后朝栅极的方向加速外，还产生垂直于反射极轴线与阴极连线方向的电场，使电子可以在水平方向上漂移一定距离后再达到栅极，从而达到增加单个灯丝阴极发射电子的覆盖区域的目的，能够减少电子帘加速器中阴极的数目。
[0035]电子帘加速器除了反射极和阴极，还具有栅极和钛窗，如图1中所示，栅极3可以具有相对于阴极的正电位，将阴极发射的电子最大限度的吸引过来，栅极3起到均匀电子的作用。通过调整栅极3的电压能够控制阴极2电子发射的电流。钛窗5位于栅极远离阴极的一侧，且并平行于栅极。钛窗5与栅极3之间具有高压电场，电子经过栅极3后在高压电场的作用下向钛窗5加速运动。通过这样的装置，电子从阴极发出，经过加速和扩散，从钛窗发射出，实现电子加速器功能。
[0036]图5为电子帘加速器的工作原理的示意图。51为曲面反射极，图中以圆筒形曲面反射极为例。2为阴极，301为第一栅极(控制栅极)，302为第二栅极(屏蔽栅极)，5为钛窗。阴极2朝各个方向发射电子，电子的运动轨迹如6所示。朝栅极运动的电子在反射极I的排斥作用和栅极的吸引作用下，向栅极301、302的方向加速运动，朝反射极发射的电子在反射极I的排斥作用下减速，随后朝栅极的方向加速运动。由于朝阴极2突出的曲面反射极I具有垂直于栅极和平行于栅极的两个方向的电场分量，因此，电子可以在平行于栅极的方向运动一定的距离后再